Energy Recovery能量回收介绍.pdf

Energy RecoveryValue TrainingStanley Chen能量回收介绍电能输入转化成热量100%输入直接回收热90%10% 辐射损失输出100% 转换成热量102%环境空气中的能量(潜热)环境中的能量12%热量通过冷却器，在冷凝过程中释放结果-最大可回收102%的能量显热和潜热ƒ显热：工质不发生相变时,使其温度升高所需的热量–显热的计算(kJ):例ƒ水量(m)(kg) x 比热(s)(kJ / kg ℃) x 温升(t)(℃)ƒ水的比热是4.18 kJ / kg ℃ƒ潜热Lb：工质发生相变时，所吸收或放出的热量例如水从液态变成水蒸气或水→冰,此过程中温度保持不变,但要不断吸热或放热把1kg水变成水蒸气需要潜热2257 kJ / kg. 这部分热量被水蒸气吸收并保存ƒ比热:每单位工质温升－度所需的热量称比热(Lb)(kJ / kg ℃) 水水蒸气状态的改变温度热能显热被吸收的潜热(2257 kJ/kg) 显热水吸收热以后的变化过程压缩过程中的焓20oC70oC质量M体积V1压力P1温度T1质量M体积V3压力P3温度T3 = T1质量M体积V2压力P2温度T2H1= U1 + P1 x V1H1= M x S x T1+ P1 x V1H3= U3+ P3 x V3H3= M x S x T3+ P3 x V3H2= U2 + P2x V2H2= M x S x T2 + P2 x V2能量回收ƒ焓(kJ) : 表示液体或气体的所含的能量–焓(h) = 内能或显热(m x s x t) + 压力(p) x 体积(v)– h = m x s x t + p x v压缩过程中的焓值分析ƒ当空气被压缩，空气的焓值（热量）随着电能转化成热能而增加ƒ H = U + p x vƒ压缩前H1= m x s x t1+ p1x v1ƒ压缩后H2= m x s x t2+ p2x v2ƒ能量回收后，假设温度降低为初始温度(t1) H3 = m x s x t1+ p3x v3ƒ因为p3x v3= p1x v1所以H3= m x s x t1+ p1 x v1 = H1ƒ假设比热不变，如果压缩机出口温度与初始状态的入口温度相同，则压缩空气中的能量与压缩前的能量相同。

ƒ当压缩空气在用气端被使用时（例如用在气动工具上）, 它膨胀并从环境中吸收热量，这个过程会使得周边范围内的环境温度降低ƒ所以能量回收系统事实上从环境中得到了能量，可以看作是100%回收电能，而得到免费的压缩空气压缩过程中焓值不变的证明(参考空气状态表)ƒ压缩前的空气h1=313.67kJ/kg (0.1Mpa,40°C)ƒ压缩后的空气h3=311.88kJ/kg (1.0Mpa,40°C)ƒ结论：压缩后的空气焓值基本不变压缩过程的能量(ZR55 实验测试数据)环境空气40C70% RH121 l/s第一级压缩中间冷却器51C2.6 bar (e)第二级压缩后冷却器48C9.8 bar (e)湿空气130 g/m3 饱和空气86 g/m3 冷凝水份44 g/m3 实际流量= 5.28 l/h湿空气36 g/m3湿空气258 g/m3 饱和空气75 g/m3 冷凝水分183 g/m3 实际流量= 7.36 l/h装机功率= 63.75 kW ; 每小时能耗= 63.75 kWh (100%)回收热水的热量= 65.57 kW ; 每小时热量= 65.57 kWh (102%)每小时从潜热得到的热量= (5.28 + 7.36) x 2257 / 3600 = 7.9 kWh (12%)每小时的热量(非从潜热得到的部分) = 57.67 kWh (90%)冷却水入水20C 空压机能量回收的意义ƒ工业品-空压机的费用分析图：强调80%在于能源消耗ƒ压缩机可以看作一个能产生压缩空气的热水锅炉ƒ能量回收系统为客户实现了环境改善和利润增长的双赢历史ƒ之前叫做“泵站”ƒ在上世纪70年代设计ƒ当时这样的设计实属领先ƒ但目前看来已经过时–需要通过适当的修改来完善该设备–没有友好的管道连接–没有售后备件支持–极其简单的控制–缺少文件资料–无“艺术感”98%热量26%热量72%热量4%热量带走72%热量带走22%热量GA喷油螺杆机能量回收简介GA喷油螺杆机能量回收选项ƒ空气和油通过油分离器分离后，通过回收油中的热量，可以实现70%的热回收率GA90-160 ER选项ModelGA90-110 AGA90-110 WGA132-7.5/8.5/10 AGA132-14 AGA160 AGA132-160 W1625007043Energy Recovery6304016250070401625007041162500704416250070421625007045无油螺杆空压机能量回收简介两级压缩9%两级压缩9%油冷12%后冷42%中冷37%环境空气中的热量10%环境空气中的热量ƒ为什么回收率高？–特殊设计的串联冷却回路–冷却夹套–气走管内，水走管外层的冷却器–整体铸件设计，管路热损少–能吸收环境中的热量–机械损失小ƒ一套完整的适用于ZR机型的能量回收装置包括–改良内部冷却回路的ZR压缩机–泵站：用于将回收能量从压缩机的冷却系统传递到热量吸收装置–热量吸收装置：用于将能量传递到生产过程的设备改良内部冷却回路的ZR压缩机泵站热量吸收装置大多数情况下，我们需要另外增加一套后冷却器用于减少后处理设备负荷，改善空气干燥质量；无油螺杆空压机能量回收装置的组成无油螺杆空压机ER选项Model Cooling Dryer Voltage Energy Recovery675Z110 A P 380Z132 A P 380Z145 A P 380Z110 W P 380 06583Z132 W P 380 06583Z145 W P 380 06583676Z110 W FF 380 06589Z132 W FF 380 06589Z145 W FF 380 06589687Z160 A P 380Z200 A P 380Z250 A P 380Z275-7.5 A P 380Z275-8.6/10 A P 380Z160 W P 380 06585Z200 W P 380 06585Z250 W P 380 06585Z275-7.5 W P 380 06585Z275-8.6/10 W P 380 06585ER选项-改良冷却回路OC油冷却器HP高压转子冷却水夹套LP低压转子冷却水夹套IC中间冷却器AC后冷却器RV1温度控制阀冷却水流程冷却水出口位置温度控制阀ER选项-改良冷却回路ƒ管路系统的走向：串联ƒ压缩机冷却水量的自动调节–根据冷却水出口温度，温度调节阀（RV1 比例阀）将全部或部分旁路，调整出口水温控制在90℃以内，防止压缩机排气温度过高的同时，获得最好的可回收热量品质。

4 个规格:•ER 90•ER 275•ER 425•ER 900•型号的数字=一台或几台水冷压缩机最大轴功率(kW)•设计工况=> Tin 40°C – Tout 90°C (或∆ T 50K) •降低∆ T => 降低了最大可联接的设备总功率•AML 数据作为参考•计算程序ER90-900（泵站）ER90-900ƒ新产品具有“艺术性”ƒ水量和温度的控制–可同时联接多台压缩机ƒ带变频水泵ƒ卓越的通讯和控制ƒ新一代控制器(Mk 5) 图形化界面ƒ法兰联接(所有法兰均在同侧)ƒ文件资料齐全: Drw’s, ASL, AIB, ….ER90-900ƒ提供能效“完全方案”以帮助激励销售ƒ增加能量回收系统的销售–增强价值销售ƒ覆盖了无油螺杆全系列90 => 900kWƒ对于不同的应用和安装可提供灵活的方案ƒ提供ZR螺杆机完整的ER选项50Hz• 380V - IEC (+/-10%)• 400V - IEC (+/-10%)• 500V - IEC (+/-5 %)ER90-900可选系列¾电压等级& 频率:60Hz• 380V - IEC (+/-10%)• 440V - IEC (+/- 10%)• 460V - CSA/UL (+/-10%)¾接地方式:• TT/TN net¾压力容器:•CE• ASMEER90-900选项1) 法兰联接:• DIN (标准)•ANSI (带膨胀节)2) 二次循环水泵:•备用变频水泵选项，带水分离器和止回阀3) 备用热交换器:•备用板式换热器和电子三通阀的设置为了控制压缩机的进水温度ER90-900选项4) 新鲜冷却水联接:•额外的水路联接给IMD (Z FF)单独供水5) 用户端板换:•不锈钢板式换热器将压缩机冷却水回路和用户端”被加热“回路分隔开6) 地脚螺栓:•可固定ER在用户的基础上H3H1H2TT51ZR备用冷却水系统H4TT53PT53TT54PT52 PT51TT5590°C40°CER90-900用户端换热器基础配置V1TT51ZR备用冷却水系统TT53PT53TT54PT52 PT51TT5590°C40°CER90-900带选项备用换热器用户端换热器H3H1H2H4 V1H4TT51ZR备用冷却水系统TT53PT53TT54PT52 PT51TT5590°C40°CER90-900带选项备用换热器和用户端换热器用户端换热器H3H1H2H4 V1TT51ZR备用冷却水系统TT53PT53TT54PT52 PT51TT5590°C40°CER90-900带选项备用换热器和用户端换热器带选项新鲜冷却水联接(I)MDTT56TT5735°C45°C(I)MDH5用户端换热器H3H1H2H4 V1TT51ZR备用冷却水系统TT53PT53TT54PT52 PT51TT5590°C40°CER90-900带选项备用换热器和用户端换热器带选项新鲜冷却水联接(I)MD带选项备用水泵TT56TT5735°C45°C(I)MDH5用户端换热器H3H1H2H4 V1标准流程图ZR空压机HC热量吸收装置HE交换器RV2温度调节阀AT空气收集器P1压力表SV安全阀P1ET膨胀箱Vf1-Vf4阀门WP水泵CV单向阀T1温度表行业应用空间加热洗澡锅炉预热一些需要热水应用的行业纺织乳业热电电子化纤造纸炼油典型的应用洗澡制暖锅炉预热工艺热交换制冰水节能的计算客户信息反馈与回收量的计算ƒ了解客户–需要热回收的设备：型号数量–需要热水的温度–冷却水系统：进水和出水温度、流量、压力（压降）–供电情况、空间布置–水温高推荐无油机–考虑空压机停机、卸载的比例ƒ回收量的计算：Q–无油螺杆可回收90%以上–喷油螺杆可回收70%–结合水比热4.18kJ/kg*K，温升，流量() ( ) 6.3/18.43hmtKWQ l×Δ×=节能的计算为客户算好成本和收益订货支持工作流程ƒ销售工具–样本、证书、PPT、计算器、方案模板、参考客户、价格表ƒ合同订货–从无锡订购压缩机，GA订标准机，ZR订带ER option的机器–能量回收装置作为外购件，联系市场部ƒ采购、制造与安装–市场部和供应商支持，销售配合ƒ样板客户–无油机的高端客户是重点–回访–政府对节能改造的奖励ƒ对客户的建议–闭式系统，采用纯水或蒸馏水循环–减少由于水结垢对能量回收装置造成的损坏外设：能量回收监测装置为什么ZR无油螺杆的ER是独一无二的？ƒ和喷油螺杆机相比(OIS)–在设计条件下，ZR压缩机出口温度更高，达到90°C是因为能够回收最高100%的电能，而喷油机只能。